Міністерство освіти і науки
Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова
Кафедра комп’ютерно інтегрованих процесів і виробництв
СИНТЕЗ СХЕМ КОМБІНАЦІЙНИХ ЦИФРОВИХ ПРИСТОЇВ
Методичне керівництво до лабораторної роботи з дисципліни «Цифрові пристрої» для студентів ННІ Радіо
Одеса 2013 р.
УДК 682.335.5(075) План НМВ 2014 р.
Укладач – Антонов О.С.
Рецензент –
Розглядаються принципи синтезу деяких типових комбінаційних пристроїв.
ЗАТВЕРДЖЕНО
Методичною
радою
академії
зв’язку
Протокол № від
____________.2014 р.
СХВАЛЕНО
На засіданні
кафедри КІТП і В
та рекомендовано
до друку.
Протокол
№ 9 від 19
грудня 2013
р.
1 Мета роботи
Познайомитися з призначенням, принципами роботи та схемотехнікою основних комбінаційних пристроїв (КЦП) – шифраторів, дешифраторів, мультиплексорів, демультиплекорів, закріпити теоретичні знання та отримати практичні навички синтезу таких пристроїв.
2 Загальні положення
КЦП – це клас цифрових пристроїв, які не мають внутрішніх запам’ятовуючих елементів і тому стан вихідних сигналів у кожний момент часу однозначно визначений набором (комбінацією) вхідних сигналів, які надходять у цей момент.
2.1 Шифратори
Шифратор або кодер (encoder) – це цифровий пристрій призначений для перетворення унітарного (одиночного) коду в позиційний (двійковий ) код. Шифратор має m входів, кількість яких відповідає кількості символів унітарного коду й n виходів, необхідних для представлення найбільшого вхідного символу.
Якщо вихідний код є двійковим, то такий шифратор має назву двійкового. В такому шифраторі кількість входів і виходів визначені наступним співвідношенням:
m = 2n
Шифратор може використовуватися в пристроях вводу інформації, наприклад, для відображення номера кнопки, яку було натиснуто, положення багатопозиційного перемикача і таке інше.
Умовне позначення шифратора показано на рис. 2.1
Рисунок 2.1 – Умовне графічне позначення шифратора
На рисунку подано позначення шифратора 10–4, котрий виконує перетворення активного сигналу з одного входу в двійковий сигнал, який відображує номер цього входу.
В реальних схемах заборонено подавати сигнали одночасно на декілька входів, тому в реальних схемах частіше використовуються пріоритетні шифратори, в яких при надходженні декількох сигналів вихідній сигнал відповідає лише молодшому або найстаршому з вхідних.
Шифратори, в тому числі, й пріоритетні випускаються як інтегральні схеми середньої ступені інтеграції, які можуть виконуватися за різними технологіями (ТТЛ, ТТЛШ, КМОН тощо).
2.2 Дешифратори
Дешифратор або декодер (decoder) це пристрій, який перетворює вхідний сигнал у вигляді багаторозрядного (n – розрядів) позиційного коду (найчастіше двійкового) в унітарний (m – розрядів). Кількість розрядів вхідних й вихідних кодів визначається співвідношенням
m = 2n
дешифратор, кількість вхідних і вихідних сигналів точно відповідає цьому співвідношенню має назву повного дешифратора. Також використовуються не повні дешифратори, в яких кількість вихідних сигналів m може бути меншою ніж 2n .
В цифровий та обчислювальній техніці дешифратори використовуються для декодування певного коду в набір сигналів управління для різних виконавчих пристроїв, а також для дешифрування адрес пристроїв, які входять до складу системи.
Крім виводів для вхідних і вихідних сигналів дешифратори можуть мати один або декілька сигналів дозволу роботи (стробуючих сигналів), які позначаються Е (enable). Якщо таких сигналів декілька, то між собою вони поєднуються логічною функцією ТАК. Для більш зручного керування ці входи, як правило, мають негативний активний рівень сигналів. При надходженні на ці входи активних рівнів сигналу дешифратор працює відповідно алгоритму приведеному вище, якщо хоча на один з них подано неактивний рівень сигналу, то на всіх виходах дешифратора встановлюється неактивні рівні сигналів. дешифратори з такими входами мають назву – декодер-демультиплексор. Умовне графічне позначення дешифраторів та декодерів-демультиплексорів подано на рис. 2.2.
Пристрої, які показано на рис. 2.2 використовуються для відображення стану процесу за допомогою семисегментного індикатора у вигляді цифр від 0 до 9.
a
b
Рисунок 2.2 – Умовне графічне позначення дешифратора (a) і декодера-демультиплексора (b)
Дешифратори і декодери-демультиплексори випускаються як інтегральні схеми середньої ступені інтеграції, які можуть виконуватися за різними технологіями (ТТЛ, ТТЛШ, КМОН тощо), вони відрізняються наявністю сигналів керування, кількістю розрядів вхідних й вихідних сигналів тощо.